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Warum auf APFS-Medien der Inhalt manchmal größer ist als das Laufwerk

Virtuelle Laufwerke haben Tradition auf dem Mac. Man kann sie als passwortgesicherten Dateispeicher verwenden, Programme und Dokumente ansehnlich darin verpacken oder als Basis für Virtuelle Maschinen verwenden. Auf Classic-Macs konnten Anwender sogar ein virtuelles Laufwerk im Arbeitsspeicher anlegen, um den Zugriff auf dort abgelegte Dateien zu beschleunigen. Standardmäßig verwaltet und erzeugt das Festplattendienstprogramm (engl. Disk Utility) diese Medien.


Ein virtuelles Laufwerk, auch Drive Image oder Image-Datei genannt, erscheint im Finder als einzelne Datei. In dieser Form sind die darin enthaltenen Dateien möglichst platzsparend untergebracht. Doppelklickt man eine Image-Datei, fungiert sie fortan wie ein externes Medium mit eigenem Format und Dateisystem. Anwender können nun die darin enthaltenen Dateien lesen und herauskopieren. Beschreibbare Images können wachsen, nehmen also Änderungen und neue Dokumente auf. Beim Einrichten eines beschreibbaren Images gibt man eine maximale Größe an, beispielsweise 25 GByte. Dieser Speicherplatz steht bereit, sobald das virtuelle Laufwerk aktiviert ist.


Mit dem Festplattendienstprogramm legt man sich ein beschreibbares Image an – als multifunktionalen Datenspeicher.

Schutz vor Platzverschwendung
Braucht man den separaten Speicher nicht mehr, wirft man das virtuelle Laufwerk Mac-typisch aus – über das Auswerfen-Symbol in der Finder-Seitenleiste oder die Tastenkombination -E. Dabei schrumpft das Betriebssystem dann die Größe zurecht und begrenzt den tatsächlichen Laufwerksverbrauch auf das, was deren Inhalt benötigt. Im Finder steht neben der Datei aber weiterhin die volle (virtuelle) Größe. Wählt man die Datei aus und ruft mit -I das Info-Fenster auf, klärt die zweite Zeile über den tatsächlichen Platzbedarf auf.


Der Finder spricht von 25 GByte, während der Info-Dialog die tatsächliche Größe von 340 MByte anzeigt.

Absichtlich versteckt?
Doch diese tatsächliche Größe ist mit gutem Grund versteckt, führt Howard Oakley in seinem Blogbeitrag zu Image-Dateien auf APFS-Laufwerken aus: Ein Image muss stets genügend verfügbaren Speicherplatz vorfinden, sobald es aktiviert wird. Das wird beispielsweise relevant, wenn eine Image-Datei auf ein anderes APFS-Laufwerk kopiert wird. Darum nimmt der Finder stets an, die volle Image-Größe auf ein zweites Laufwerk kopieren zu müssen. Wer versucht, ein 25 GByte-Image mit 340 MByte realem Speicherbedarf auf einen 16 GByte-Stick zu übertragen, bekommt die Warnung, dass der Platz nicht ausreichen wird. Bei theoretisch ausreichendem Platzbedarf kopiert der Finder dann allerdings nur die tatsächlichen Daten – und ist viel schneller fertig, als der Verlaufsbalken anfangs vermuten lässt. Das gilt allerdings nur für APFS-Laufwerke. Beim Kopieren auf ein HFS+-Laufwerk wird der volle Umfang belegt.

Du kommst hier nicht rein - trotz reell 340 MByte Speicherbedarf.

Klon-Funktion macht das Ganze noch verwirrender
Dupliziert man eine Image-Datei nun auf demselben Laufwerk, erweitert sich das Paradoxon: Nun sind dort zwei Dateien mit jeweils 25 GByte theoretischem, laut Info-Fenster jeweils 340 MByte Speicherbedarf. Doch in Wirklichkeit belegen diese beiden Images nur einmal 340 anstatt 680 MByte. Die zweite ist nämlich lediglich ein Klon der ersten, und unveränderte Dateien innerhalb beider Images teilen sich denselben Speicherplatz. Das schont die SSD und beschleunigt Kopiervorgänge, aber führt dazu, dass es kaum noch verlässliche Informationen zum Füllungsgrad von APFS-Laufwerken gibt.

Kommentare

Marcel Bresink03.01.24 17:47
Auf Classic-Macs konnten Anwender sogar ein virtuelles Laufwerk im Arbeitsspeicher anlegen

Das geht auch heute noch, die Funktion ist nur auf der grafischen Oberfläche nicht mehr sichtbar. macOS selbst macht "in eingeschränkten Betriebssituationen" intensiv von RAM-Disks Gebrauch, z.B. während der Installation oder im Recovery-Modus.
Beschreibbare Images können wachsen, nehmen also Änderungen und neue Dokumente auf.

Das geht nur dann, wenn ein Image mit der Format-Option "beschreibbar und mitwachsend" eingerichtet wurde.
Dabei schrumpft das Betriebssystem dann die Größe zurecht und begrenzt den tatsächlichen Laufwerksverbrauch auf das, was deren Inhalt benötigt.

Das ist nur dann der Fall, wenn ein mitwachsendes Image auf einem APFS-Volume abgelegt wurde. In dem Fall speichert macOS das "Sparse Bundle" des Image mit der APFS-Funktion "Sparse File" ab, was natürlich auch naheliegt.
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TheGeneralist
TheGeneralist03.01.24 19:42
Spannender Artikel, vielen Dank!

Ich empfinde APFS mit seinen Paradigmen als einen echten Fortschritt gegenüber traditionelleren Dateisystemen - z.B. weil nur belegt wird, was auch tatsächlich benötigt wird, dynamische Volumes statt statischer Partitionen, aber auch die Tatsache, dass nur dann physisch dupliziert / kopiert wird, wenn dies auch tatsächlich sinnvoll ist.
Verstehe nur nicht so ganz, warum die Eigenschaften des Dateisystems oftmals - wie auch in diesem Artikel - als "verwirrend", "paradox" o.ä. attributiert werden. Das Ganze ist doch in sich sehr logisch und schlüssig, oder nicht?
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